大庄子金矿采矿方法试验研究与工程实践.pdf

第 1 1 卷第 1 期 2 00 3年 1月 黄 金 科 学 技 术 Go l d S c i e n c e an d Te c hn o l og y Vo 1 ． 11． No ．1 J a n ．2 0 0 3 大 庄 子 金 矿 采 矿 方 法 试 验 研 究 与 工 程 实 践 张炳旭 韩洪江 平度黄金 有限公 司， 山东平度2 6 6 7 0 0 摘 要 大庄子金 矿 地 下开 采投 产 时进 行 了采 矿方 法试 验研 究 ， r- if - 来的 生产 实践表 明 ， 所试验 的采矿方 法适合 于 开采技 术条件 和 矿山具体 实际， 获得 了很好 的技 术 经济 效 果 。 关键词 缓倾 斜 中厚 矿体 ； 两步 聚回采 ； 嗣后充填 ； 采 空 区 中图分 类号 T D 8 6 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 2 5 1 8 2 0 0 3 0 l 一 0 0 2 8 0 5 大庄子金 矿为我 公 司所 属重 点骨 干企 业 ， 建矿初期用 露天采 浅部矿 体 ， 2 0 0 0年露 天开采结束并转入地下开采 ， 该矿体为缓倾 斜中厚矿体 ， 寻求适 合矿体赋存特征 和开采 技术条件的采矿工艺技术 ， 为矿 山生产提供 技术上的依据并积 累生产 经验 ， 是大庄 子金 矿地下开采 能否及 时投产和达产的关键 ， 对 矿 山今后的顺利生产并获得经济效益具有重 要意义。 为此 ， 在井下开采投产之初 ， 大庄子金矿 同有关科研单位合作开展 了大庄子金矿开采 技术研究 ， 课题研究工作取得成功 ， 获得 了很 好的效果 ， 试验所确定 的采矿方法方案 以及 取得的数据参数和积 累的经验已在大庄子金 矿生产 中得到全面推广应用 。 向长 4 0 0 m左右 ， 斜深 5 0 0多 m仍未封闭。 矿体厚度 铅垂 厚度 在 0 ． 5 51 8 ． 3 4 m 之间 ， 一般真厚度 68 m， 单工程品位一般在 2 ． 6 0～ 2 0 ． 2 2 g ／ t 之 间， 平均金 品位 7 ． 4 9 g ／ t 。 并富含铜 、 锌 、 银等有益元素 ， 矿石价值大 。 矿体顶底板 围岩大都 为黑云变粒岩 ， 斜 长角闪片麻岩等 。 岩体整体性较好 ， 裂 隙不发育 ， 其坚 固程 度较好 ， 矿岩硬度系数．厂 81 0 。 除局部构造破碎发育、 岩体稳固性较差 外 ， 一般矿体和围岩均稳固。矿岩体重 2 ． 8 t ／ m ， 松散系数 1 ． 5， 矿石 自然安息角 3 6 。 ， 矿岩 无氧化结块现象。 大庄子金 矿地 处莱州 湾南 岸的沿 海平 原 ， 地表为良田， 不允许地表陷落 。 1 地质概况与开采技术条件 2 采矿方法工业试验 矿床是由近南北向的破碎蚀变带控制， 矿体位于断裂蚀变带南段 ， 矿体呈层状和似 层状产出 ， 总体走向 N E 5 。 左右 ， 倾 向 E， 倾角 1 2 ． 53 7 。 之 间， 平均 倾 角 2 0 。 左 右 ， 矿体走 大庄子金矿为高品位、 高价值矿石， 应选 择高回收率采矿方法开采。根据矿体赋存形 态 ， 开采技术 条件 ， 矿区所处地理位置 ， 矿山 实际情况及生产技术管理水平 ， 通过采矿方 收稿 日期 2 0 0 2 0 82 3 ； 修订 日期 2 0 0 20 9一l l 作者简介 张炳旭 1 9 5 5一 ， 男 ， 高级 工程师 ， 从事黄金技术与生产管理工作 维普资讯 第 1 期 张炳旭 大庄子金矿采矿方法试验研究与工程实践 2 9 法可行性研究论 证 ， 经过 多种可行方案 的对 比分析 ， 并运用模糊数学方法优选 ， 确定采用 “ 浅孑 L 落矿胶结 矿 柱房柱 法” 为 主导方 案进 行试验 ， 即采用矿房矿柱两步回采 ， 回采空区 尾砂充填 。 2 ． 1 采场结构要素与采准切割 采场结构要 素。矿体分盘 区开采 ， 沿矿 体走 向每隔一段 距离划分 矿房矿柱 ， 采 区长 度方向沿矿体倾斜方 向 ， 盘区分二步 间隔回 广 二 ； I 矿 5鼻 矿 柱 柱 舀 一 r z ‘ 1 ． ．． ． J． 一 f ＼ 、 5 m ‘ 8 m a L 采 ， 第一步回采宽 5 m， 采后 嗣后尾砂 胶结 充 填 ， 然后进行第一步 回采 ， 采幅宽 8 m， 回采空 区嗣后尾砂充填 不胶结 。 采场长度方向沿矿体倾斜方向底柱出矿 水平高 7 m， 底柱宽约 7 m． 盘 区回采设计见 图 1 ， 1 、 3 、 5 为第一 步 回采 ， 2 、 4 为第二步 回 采 。 采准与切割。在矿体下盘中段运输水平 布置两条沿脉外运输平巷 ， 两条巷道间距 3 0 图 1 盘区回采设计 一 3 5 m， 与每个盘 区 的穿脉 运输巷 构成环形 运输 系统 。在盘 区底 柱高度水平 ， 沿矿体 走 向开凿 2条 2 m2 m 的联 络巷 ， 沿矿体走 向 每隔 3 0 m掘进一 条人行通 风井连 通 阶段 沿 脉运输平巷 与联络巷 。 在各采区中央沿矿体底板掘进切割上山 和电耙硐室 ， 切割上 山下部 布置放矿 溜井与 沿脉运输巷连通 。采准切割井巷均不支护。 2 ． 2 回采 凿岩爆破。用 7 6 5 5型气腿式凿岩 机凿 浅眼落矿 ， 钻头直径 ．O mm， 孑 L 深 2 m。为 了 确定适合大庄子金矿岩石条件的浅眼采矿凿 岩爆破参数 ， 为回采落矿提供科学 、 合理的依 据 ， 以提高爆破质量 、 降低采矿成本 ， 提高生 产效率 ， 在 回采试验之前进行 了系列爆破 漏 斗试验 。 b 按系列爆破漏斗试验所确定 的凿岩爆破 参数和设计原则来设计布置炮孔并爆破。先 拉底形成拉底层空间 ， 在上 山巷道扩帮或 片 帮拉底 ， 以上 山巷道为爆破 自由面 和补偿空 间 ， 拉底至回采边界 ， 拉底空间宽 5 m， 高 2 m。 然后在拉底空 间用 7 6 5 5型气腿式凿岩 机向上挑顶或压顶落矿， 以拉底层为爆破 自 由面和补偿空间， 进行浅眼 回采 图 1 一b 。 回采凿岩炮孑 L 相互平行 ， 采用矩形布置 或梅花型布置 ， 采用小排距大孑 L 距 的布孑 L 原 则 ， 孑 L 距 1 ． 01 ． 1 n l ， 排距 0 ． 80 ． 9 m， 孑 L 深 2 m。凿岩效率 4 06 0 m ／ 台班 ， 拉底 时崩矿 3 0 4 0 t ／ 台班 ， 分层 回采时崩矿 1 0 01 3 0 t ／ 台班 。用 2 岩 石 炸 药 卷 爆 破 ， 药 卷 直 径 3 2 m m， 孑 L 底安装 半秒差 导爆 管 ， 各排炮 孑 L 依 次分段起爆 ， 8 火雷管引爆 。 维普资讯 3 0 黄金科学技术 第 1 1 卷 出矿。崩落 矿石用 1 5 k W 电耙 出矿 ， 电 耙 出矿效率 8 0～l O O t ／ 台 班 。拉底时将 每 次崩落矿石全部 出净 ， 分层 回采时 ， 每次 出约 三分之一崩落矿量 ， 剩下矿量作 为继续 向上 回采 的作业 台阶垫层 ， 保持 回采凿岩作业 空 间高度 2～ 2 ． 5 m。 支护。大庄子金矿矿 岩稳 固， 岩体允许 暴露的时间较长 、 面积较大。根据对大庄子 金矿矿体顶板围岩揭露后 的观测 ， 其整体性 好 ， 岩体坚固， 节理裂隙不发育。 已有裂隙面一般为垂直顶 板面的裂 隙， 不容易发生顶板冒落现象 。但人员需要长时 间在采空区内进行 回采和充填等作业 ， 为了 保证采区安全作业 ， 最终顶板 围岩用锚杆 支 护 ， 锚杆支护 网度 1 ． 5 m1 ． 5 m， 达到 了安全 作业的要求。 第二步回采在第一步骤回采空区嗣后胶 结充填一个月以后开始进行 。其基本 回采工 艺类似于矿柱回采 ， 亦采用浅眼落矿 、 电耙 出 矿 ， 仍采用空场法回采嗣后充填方式。 第二步回采采区两侧是以胶结充填体为 人工矿柱支撑， 其强度和稳定性显然低于原 岩体， 凿岩爆破采用多打眼、 少装药的方法， 邻近充填体 的周边炮 孔离 充填 体 的距 离 为 0 ． 5 m， 并采用光 面爆破 ， 降低爆 破对充 填体 的冲击破坏作用 。 A A放大 采炮 孔 J ～ 一／ _ j 一 。 一 。 ’ ／ 图2 回采炮孔布置示意图 2 ． 3 充填工业试验 矿山已建成立式砂仓 充填系统 ， 胶结充 填能力 4 5～ 5 5 m ／ h 充填实体积 ， 尾砂充填 能力 4 0～5 0 m ／ h ， 充填浓度 6 5 ％ ～ 7 O ％。用 分级尾砂作充填骨料 ， 充填 料浆通过管道连 续均匀地 自流输送至井下采空区充填 。采空 区实行嗣后充填方式 ， 包括第一步 回采空 区 尾砂胶结充填和第二步回采空区尾砂充填。 图3 采空区充填示意图 胶结充填。胶结充填体即为盘 区第二步 回采时的人工矿柱 ， 必须具有一定 的强度 、 稳 定性和一定 的抗爆破 冲击能力 ， 能充 分支撑 顶板围岩， 并能充分自立， 不至于垮落增加贫 化 ， 保证第二步 回采安全顺利进行 。 根据矿山实际情况， 权衡安全和经济两 方面因素 ， 参照类 比国内外矿山胶结充填 的 经验 ， 拟定大庄子金矿胶结充填体试块 2 8天 单轴抗压强度为 l～ 2 MP a 。 为此 ， 进行 了胶结充填体试块抗 压强度 对 比试验 ， 以确定合理的灰砂 比， 作为设计 的 依据。根据充填体试块强度试验结果 ， 在灰 砂比为 1 1 0时， 充填体可满足强度要求 ， 考 虑到实际充填生产时会流失部分水泥浆， 设 计胶结充填灰砂比为 1 8 。 从实际充填作业随机取样试块强度试验 结果可知 ， 胶结充 填体强度和质量均可。胶 结充填前 ， 特充空区各通道 井 、 巷 用档板 、 挡墙封闭 ， 并安装好滤水设施 ， 从采空区上部 充填 口接人填管进行分级尾砂胶结充填 。 尾砂充填。为了消除井下空 区的存 在， 避免大面积地压活动 和岩层移动 ， 减 轻地 表 维普资讯 第 1 期 张炳旭 大庄子金矿采矿方法试验研究与工程实践 3 1 尾砂库的压力， 保证安全生产和矿山可持续 发展 ， 盘 区第二步 回采 空区实行 尾砂充填是 必要 的 。 第二步回采空 区实行尾砂 充填前 ， 先 进 行部分胶结充填 ， 设计灰砂 比 1 1 5， 以便减 少尾砂充填料对充填挡 墙的压力 ， 防上挡墙 压垮 ， 保证充填作业安全。 充填接顶 充填接顶 能使充填体有效地 支撑顶板 围岩 、 控 制岩 层移 动 、 维护 采场地 压 ， 有利于安全 回采。 充填料流动堆积度为 3 。 一5 。 ， 大庄子金 矿体最小倾角以及 回采空区顶板最小倾斜角 度一般均为 1 0 。 左右 ， 空区充填大部分能自 流接顶。顶板局部倾斜小于 5 。 的地方， 试验 和生产过程 中， 采取 了两种方式 保证充填接 顶。一是将充填 管悬 吊于顶板 ， 使 充填料从 顶板 向底板后退流动 ， 二是回采时适 当回采 顶板贫矿 ， 保持顶板倾斜角大于 5 。 。 3 主要技术经济指标 试验 中， 通过强化理论与技术研究 ， 切实 加强现场技术与施工管理 ， 获得 了较好 的技 术经济效果 ， 创造显著 的经济效益 和社会 效 益。其主要技术经济指标如表 1 表 l 主要技术经济指标 4 结论 1 矿房矿柱两步 回采嗣后充填采矿方 法具有作业 安全 、 成 本低 、 生 产能 力强 等优 点 ， 试验和生产过程 中取 得了显著的技术经 济效益 ， 适合于大庄子金矿的开采技术条件， 在该矿具有全面推广应用价值 ； 2 由于试验的采矿方法先进合理， 井 下投产时即按试验所确定的采矿方法方案全 面进行生产 ， 井下投产 即达产并超 产。该采 矿方 法试验的成功 ， 对大庄子金矿顺利稳定 地生产 ， 完成黄金产量 ， 增加企业效益发挥了 重大作用 ； 3 两 步 回采 空 区均 采 用 嗣 后充 填 方 式 ， 充填对 回采的影响和制约小 ， 便于生产管 理 ， 便于产量的稳定和采场生产能力的提高； 4 试验的采矿方法回收率高， 最大限 度地利用了矿产资源 ， 减少资源浪费 ， 延长矿 山服务年限 ， 具有显著 的经 济效益 和社会效 益 。而尾砂利用率达 7 6 ％ ， 减少 了存放尾砂 需要的征地费和筑坝费， 并获得了环境效益。 与矿山原采矿方 法相 比， 每年 因降低 和 降低损失贫化率两项矿山可多获得直接经济 效益 3 1 4万元 ， 生产规模 扩大 8 0 01 O 0 0 t ／ d ， 每年可多获得直接经济效益 1 0 9 21 3 6 5 万 元 ； 5 “ 胶结 矿柱房柱法” 采矿方 法方 案， 即两步回采嗣后充填采矿法 ， 对缓倾斜 中原 矿体开采而言 ， 是国内首次采用 ， 填补了国内 空 白， 各项技术经济指标先进 ， 对采矿技术的 发展与进步作 出了贡献。 参考文献 [ 1 ] 白风泉． 分段凿岩 阶段矿房法在柏杖子金矿 的应用 [ J ] ． 有色金属 矿 山部分 ， 2 0 0 2 ， 9 3 68 [ 2 ] 张木毅． 凡 口铅锌矿盘区机械化 中深孔留矿 法的应用[ J ] ． 采矿技术， 2 0 0 2 ， 9 3 2 4 2 6 ． [ 3 ] 苏怀 岗． 陕西银矿古采 区上盘矿体 的开采 [ J ] ． 矿业研究与开发 ， 2 0 0 2 ， 6 3 l 一 3 ． 维普资讯 3 2 黄金科学技术 第 1 1卷 EXPERⅡ ENTAL RES EARCH AND ENGI NEERI NG PRACTI CE oF M I NI NG M ETHoD ABoUT DAZHUANGZI GoLD M I NE Z HA N G B i n g x u， HA N H o n g j i a n g P i n g d u G o l d C o ． L t d ．， S h a n d o n g P i n g d u 2 6 6 7 0 0 ，C h i n a Ab s t r ac t Da z hu a n g z i Go l d Mi n e ha s c a r r i e d o u t s o me e x p e r i me n t a l r e s e a r c h o n a mi n i n g me t h o d s i n c e i t s u nd e r g r o u n d p r o du c t i o n b e g a n．Th e pr o d u c t i o n pr a c t i c e f o r y e a r s s ho ws tha t t h e t e s t e d mi n - i n g me tho d i s s ui t a b l e for t he mi n e c o n d i t i o n a n d g o o d e c o n o mi c a l r e s u l t h as be e n a c h i e v e d． Ke y wo r d s Mo d e r a t e i n c l i n e d o r e b o d y；Twos t e p s t o p i n g；F i nal r e f i l l i n g．；Mi ne d o u t s p a c e 碳 质金矿石预处理方法 矿冶界将碳质金矿石定义为含有机碳的 难浸矿石 ， 该类矿石难浸 的原 因是 由于有机 碳与金氰络合物发生作用而严重影响了氰化 提金效果。碳质金矿石 中的碳主要有 3种形 式 元素碳 、 大 分子烃类 化合 物 、 腐 植酸类 。 后两者统称为有机碳 。一般认 为， 原生矿 中 的有机碳高 于 0 ． 2 ％ 就 会严 重 干扰 氰 化提 金 。 在美 国和前苏联都发现了大型的碳质金 矿床 ， 在我国已发现 的一些大中型金矿如 镇 远 、 东北寨 和戈 塘等 有机碳 含量 也都 较高。 因此 ， 如何既经 济又有效地处理碳质金矿石 颇为国内外黄金工业界所关注。 从技术上划 分 ， 可将碳 质金矿 的预处理 方法分为 2类 除去或分解矿石 中的碳质物 ； 使碳质物在氰化提金过程 中失去吸金活性。 正在试用 的预处理方法有以下几类 1 竞争吸附法。通过 添加 吸金能力 比 碳质物强 的离子交换树脂等抑制有机碳的有 害影响 ； 2 覆盖抑制法。通过添加表面活性剂 覆盖碳质物表面 的活性点 ， 使碳质 物不被浮 选 ； 3 高温焙烧法。在 富氧或纯氧气氛下 分解碳质物 ； 4 湿化学氧化法。主要包括利用组合 细菌分解有 机碳 、 加压 氧化 法和水 氯化法 。 目前 ， 科研人员 比较看重的是组合细菌分解 法和水氯化法。美国纽蒙特黄金公 司已培养 出组合细菌 ， 可将有机碳 的” 劫金率 ” 从 6 8 ％ 降至5 ％。虽然氧化还原法 N i tr o x 和 A s s e n o 法 能较 有效 的消除碳质 物 的有 害影响 ， 但 处理成本高。研究结果表明 加压法只能部 分消除有机碳 的影 响； 而水 氯化氧化 法 包 括氯酸盐法和三氯化铁法 的效果较好 。 上述方法与工艺仍然处于不断完善和发 展之中， 可针对不同地方碳质金矿 的特点 ， 选 用其中的一种或几种方法相结合降低或消除 有机碳对氰化提金的不利影响。， 本 刊通讯 员 维普资讯